开口谐振环型及传输线型左手材料的研究

摘要

左手材料是一种介电常数和磁导率同时为负的人工复合结构材料，由于其具有许多异于一般媒质的物理特性，关于其理论与应用的研究在近年来引起了学术界的广泛关注。
　　 从实现方法上，目前的左手材料主要可分为两大类:一类是基于金属杆和开口谐振环的改进或衍生结构；另一类是左手传输线结构。本文分别对以上这两种结构进行了深入的讨论与研究。对于第一类结构，重点研究了其介电常数、磁导率及折射率的计算及其在微带天线上的应用，其中包括:设计了周期性排列的金属杆，并研究了其介电常数随金属杆长度、宽度、及间距的不同而变化的规律；研究了开口谐振环的几何参数对其电磁响应行为的影响；研究了由开口谐振环和金属杆组成的左手材料，并通过调节开口谐振环和杆的几何参数得到所需的左手频段；将左手材料加载到天线基板中，研究其对天线各种性能指标的影响。对于第二类左手传输线，在介绍了经典的左手传输线分析实现方法后，研究了一种判断左手通带的新方法，并将该方法应用到一种新型的左手传输线结构，结构表明该传输线结构具有相对较宽的左手带宽。